1.4 洛伦兹力与现代技术 第一课时 课件(共16张PPT)

(共16张PPT)
第一章 磁场
粤教版 选择性必修一
第四节 洛伦兹力与现代技术
知识回顾
2、物体在什么情况下做匀速圆周运动？
方向：
洛伦兹力:
1、磁场对运动电荷的作用力
大小：
左手定则
四指
穿手心
大拇指
正电荷运动方向
负电荷运动反向
磁感线
洛伦兹力
v⊥B
F＝qvBsinθ（ θ是v与B间的夹角）
合力方向始终垂直于速度方向，大小恒定
3、匀速圆周运动的相关公式有哪些？
两类带电粒子
注：带电粒子所受重力一般远小于洛伦兹力/电场力，一般都不考虑重力(有说明或暗示除外) ，但并不能忽略质量.
2、宏观带电微粒：如带电小球、液滴、油滴、尘埃等.
带电粒子
一般可分为两类
1、微观带电粒子（基本粒子）：如电子、质子、α粒子，正负离子等.
注：一般都考虑重力(有说明或暗示除外).
②一般来说，粒子即使不考虑重力，也不能忽略质量
①带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定。
知识回顾
匀速直线运动
1、带电粒子（重力不计）平行射入匀强磁场的运动状态？
提出问题
2、垂直于磁场的方向射入匀强磁场的带电粒子，在匀强磁场中做什么运动？
猜想：可能是匀速圆周运动！
F洛
v
-
F洛
v
-
F洛
v
-
F洛















v
-

一、带电粒子在匀强磁场中的运动
实验验证
励磁线圈
（亥姆霍兹线圈）
电 子 枪
磁场强弱选择挡
加速电压选择挡
洛伦兹力演示器
作用是改变电子束出射的速度
作用是能在两线圈之间产生平行于两线圈中心的连线的匀强磁场
玻璃泡内充有稀薄的气体(低压水银蒸汽)，在电子束通过时能够显示电子的径迹。
玻璃泡
电子枪
玻璃泡
励磁线圈
励磁线圈(两个)
一、带电粒子在匀强磁场中的运动
实验演示
1)不加磁场时观察电子束的径迹
2)给励磁线圈通电,观察电子束的径迹
3)保持初射电子的速度不变,改变磁感应强度,观察电子束径迹的变化
4)保持磁感应强度不变,改变出射电子的速度,观察电子束径迹的变化
一、带电粒子在匀强磁场中的运动
无磁场
实验结论
有磁场
2、沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子,在匀强磁场中做圆周运动
3、磁场强度不变,粒子射入的速度增加,轨道半径也增大
4、粒子射入速度不变,磁场强度增大,轨道半径减小
1、不加磁场时，带电粒子做匀速直线运动
二、带电粒子的半径和周期
垂直于磁场的方向射入匀强磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动。
1、轨道半径
带电粒子只受洛伦兹力，作圆周运动，洛伦兹力提供向心力：
解得：
2、运行周期
周期跟轨道半径和运动速率均无关！！！
轨道半径跟运动的速度成正比，与比荷q/m成反比
周期跟比荷q/m成反比
二、带电粒子的半径和周期
3、若 v 与 B 之间的夹角θ，则带电粒子的运动轨迹为？
以速度v1做匀速直线运动
以速度v2做匀速圆周运动
等距螺旋线
d
v1
v2
1、如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有a、b两个电子从同一处沿垂直磁感线方向开始运动，a 的初速度为v，b 的初速度为2v．则( )　
A．a 先回到出发点b后回到出发点 　　　
B．a、b 同时回到出发点
C．a、b 的轨迹是一对内切圆，且b的半径大 　
D．a、b 的轨迹是一对外切圆，且b的半径大
a
b
BC
课堂练习
2、粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电荷。让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。已知磁场方向垂直于纸面向里。下列四个图中能正确表示两粒子运动轨迹的是(　　)
A　　　　　　　　B
C　　　　　　　　D
A
课堂练习
3、(2023·辽宁大连八中高二阶段练习)在方向垂直于纸面向里的匀强磁场的区域中，一垂直磁场方向射入的带电粒子的运动轨迹如图所示，由于带电粒子运动过程中受到空气阻力的作用，因此带电粒子的动能逐渐减小，下列说法正确的是(　　)
A．粒子带正电，从A点运动到B点
B．粒子带正电，从B点运动到A点
C．粒子带负电，从A点运动到B点
D．粒子带负电，从B点运动到A点
D
课堂练习
4、如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图，若励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，磁场的强弱由励磁线圈的电流来调节。电子束由电子枪产生，电子速度的大小由电子枪的加速电压来调节，速度方向与磁场方向垂直，下列说法正确的是（　　）
A．励磁线圈中通有顺时针方向的电流
B．仅降低电子枪加速电压，电子束径迹的半径变小
C．仅减小励磁线圈中电流，电子做圆周运动的周期将变小
D．仅降低电子枪加速电压，电子做圆周运动的周期将变小
B
课堂练习
5、薄铝板将同一匀强磁场分成Ⅰ、Ⅱ两个区域，高速带电粒子穿过铝板一次，在两个区域运动的轨迹如图，半径R1>R2，假定穿过铝板前后粒子电量和质量保持不变，则该粒子（　　）
A．从P点出发，从区域Ⅰ穿过铝板后到达区域Ⅱ
B．从Q点出发，从区域Ⅱ穿过铝板后到达区域Ⅰ
C．在Ⅰ、Ⅱ区域内运动的速度大小相同
D．在Ⅰ、Ⅱ区域内运动的时间相同
AD
课堂练习